JP2500028B2 - 吸気ポ―ト圧力制御装置及びエンジン制御方法 - Google Patents

吸気ポ―ト圧力制御装置及びエンジン制御方法

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JP2500028B2 JP3136742A JP13674291A JP2500028B2 JP 2500028 B2 JP2500028 B2 JP 2500028B2 JP 3136742 A JP3136742 A JP 3136742A JP 13674291 A JP13674291 A JP 13674291A JP 2500028 B2 JP2500028 B2 JP 2500028B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダに
通じた吸気通路内に位置した逆止め弁と、吸気通路内の
圧力の制御を可能にするため逆止め弁の下流で吸気通路
に接続した制御弁手段とを有するエンジン吸気ポートの
圧力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】シリンダから出た流体が
吸気通路へ逆流するのを阻止するために、シリンダに通
じたエンジンの吸気通路内に逆止め弁を配置できる。こ
のような構成においては、逆止め弁と、この逆止め弁と
シリンダとの間に位置した吸気弁との間の吸気通路部分
にトラップ領域が画定される。
【０００３】このようにされたエンジンにおいては、シ
リンダからの排気を適正に行えるようにするために、ト
ラップ領域に（当該シリンダへの吸気のための空気源以
外の）二次空気源を連通して、シリンダの吸気弁が閉じ
られている間、該トラップ領域を加圧状態にする吸気ポ
ート圧力制御装置が設けられる場合がある。
【０００４】しかし、このような吸気ポート圧力制御装
置を、シリンダを複数有する多重シリンダエンジンに適
用する場合には、次の如き問題がある。
【０００５】すなわち、従来のこの種エンジンでは、二
次空気源に対して上記の如き吸気ポート圧力制御装置を
接続し、該装置の空気出口に単一のダクトまたは圧力室
を接続し、該ダクトを各シリンダへの吸気通路に形成さ
れたトラップ領域に接続している。すなわち、このよう
な装置では、吸気ポート圧力制御装置が二次空気源から
トラップ領域へ至る空気通路の流路面積を、エンジンの
操作状態に応じて調整し、上記ダクト内の圧力を調整し
て、その圧力をトラップ領域にかけるようにしているの
である。このような従来技術の例は、米国特許第４，２
３２，６４１号及び同第３，８１０，４５４号各明細書
に開示されている。
【０００６】しかし、このような装置ではエンジンの作
動条件に合わせて、ダクトが種々の動作工程にあるエン
ジンに接続されている複数のトラップ領域に連通されて
いることもあり、該ダクト内の圧力を迅速かつ精確に調
整する能力には限界があり、したがって、トラップ領域
内の圧力を適正に調整することが困難である。更に、単
一のダクトは、加圧されているトラップ領域に通じてい
る二次通路と、吸気が行われているシリンダに接続され
ているトラップ領域に通じている他の二次通路との間に
絞りの無い連通を形成することにもなり、この他の二次
通路内の圧力が減少すると、加圧されているトラップ領
域に通じた二次通路内の圧力降下を生じさせ、これによ
りトラップ領域の加圧化を阻害してしまう。
【０００７】本発明は、このような従来技術の欠点を解
消することを目的としている。
【０００８】
【発明の構成並びに作用効果】本発明の吸気ポート圧力
制御装置は、複数のシリンダを備えるエンジンのための
吸気ポート圧力制御装置であって、空気を導入するスロ
ットル通路と；スロットル通路内に設けられたスロット
ル弁と；スロットル通路に連通されたプリーナムチャン
バーと；該プリーナムチャンバーと関連するシリンダと
の間を接続する吸気通路と；各吸気通路に設けられてシ
リンダへの流れを許容するとともに逆の流れを阻止する
ための逆止め弁と；逆止め弁とシリンダとの間に設けら
れた吸気弁と；逆止め弁と吸気弁との間で吸気通路内に
画定されたトラップ領域と；該トラップ領域に開口した
バイパスポートと；バイパスポートを上記プリーナムチ
ャンバー内の圧力よりも大きい圧力を有する空気源に連
通する制御弁手段と；を有し、上記制御弁手段が空気源
からバイパスポートへの流路面積を調節して、各トラッ
プ領域への空気の流れを制御するようになされた吸気ポ
ート圧力制御装置において、上記制御弁手段がエンジン
の作動条件の範囲にわたって、上記各バイパスポートと
当該制御弁手段との間の空気の流れに絞りを与えるよう
な態様で、該バイパスポートへの流路面積を調節するこ
とができるようにしたことを基本的特徴とする。
【０００９】制御弁手段を介しての二次空気源からトラ
ップ領域への空気流はトラップ領域内の圧力を迅速に増
大させることができる。（シリンダ内へ空気を吸入する
前に）吸気弁が閉じたときにトラップ領域内の圧力を適
正に増大することができれば、弁オーバーラップを有す
るエンジン（即ち、シリンダの吸気弁と排気弁とを同時
に開くようになったエンジン）の性能を改善することが
できる。弁オーバーラップは、あるエンジン作動条件期
間中はシリンダからの残留排気ガスの放出を容易にする
が、他の作動条件期間中には、そのような排気ガス放出
を阻止することがある。このような他の作動条件期間に
おいては、シリンダ内へ空気を吸入する前にトラップ領
域内の圧力を増大させることにより、排気ガスの排出を
容易にすることができる。シリンダ内へ空気を吸入する
前にトラップ領域内の圧力が増大すると、シリンダ内へ
空気を吸引するに必要なエンジンの仕事量が減少する。
二次通路と出口通路との間の流れ経路の流れ面積を調整
すると、エンジン作動中のトラップ領域内の圧力増加を
制御することが可能となる。従って、トラップ領域内の
最適の圧力はエンジン作動条件の全範囲にわたって維持
できる。
【００１０】多重シリンダエンジンにおいては、吸気ポ
ート圧力制御装置は、各シリンダに通じるトラップ領域
を確立するために各シリンダの上流側に位置したそれぞ
れの逆止め弁を有する。各トラップ領域は、単一シリン
ダエンジンの場合と同様の方法で制御弁手段を介して二
次空気源に連通する。制御弁手段は、それぞれのトラッ
プ領域内の制御された圧力増大を可能にするため、各出
口通路の流れ面積を制御する。
【００１１】各出口通路の流れ面積の制御は、出口通路
と、二次空気源に通じた制御弁手段の部分との間に絞り
連通を提供できる。これらの絞りにより、制御弁手段の
当該部分における（エンジンサイクルの別の工程期間中
のシリンダ内への吸気が行われた場合の）圧力降下を制
限でき、従って、他のシリンダへの影響（圧力低下）を
防止することができる。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
つき説明するが、同一の参照番号は同一又は類似の部品
を示すものとする。
【００１３】図面、特に図１を参照すると、２０はエン
ジンに接続した本発明の吸気ポート圧力制御装置の基本
的構成を示す。吸気ポート圧力制御装置２０は、４スト
ロークエンジン、スーパーチャージャーエンジン、回転
弁エンジン又はロータリーエンジンに使用することもで
きる。図中では、当該吸気ポート圧力制御装置を単一の
シリンダに接続して示してあるが、これは同装置の基本
的構成を分かりやすく説明するためであり、図４以降で
示すように、多重シリンダに適用することができるもの
である。
【００１４】エンジンは、シリンダ２２内に位置したピ
ストン２１と、クランクケース２４と、シリンダ２２か
ら外部へ通じた排気通路２８とを有する。排気弁３０は
排気通路２８内に位置している。
【００１５】吸気ポート圧力制御装置２０は、シリンダ
２２の吸気ポート２７に通じた吸気通路３２と、吸気通
路３２内に位置したリード弁の如き逆止め弁３４とを有
する。逆止め弁３４は、シリンダ２２の方への流体の流
れは許容するが、反対方向への流体の逆流は阻止する。
逆止め弁３４の代わりにバタフライ弁を使用してもよ
い。吸気弁２６は逆止め弁３４とシリンダ２２との間で
吸気通路３２内に着座している。
【００１６】逆止め弁又はバタフライ弁を内蔵する付加
的な吸気通路を、逆止め弁３４と吸気弁２６との間で吸
気通路３２に連通させることができる。このような付加
的な吸気通路は吸気通路３２と併合してもよく、シリン
ダ２２の別個の吸気ポートに通じてもよい。別個の吸気
ポートに通じた付加的な吸気通路は吸気弁をも内蔵す
る。
【００１７】バイパスポート３８は吸気通路３２内に位
置していて、逆止め弁３４と吸気弁２６との間の吸気通
路部分により画定されたトラップ領域３６に連通してい
る。逆止め弁又はバタフライ弁を内蔵した付加的な吸気
通路を逆止め弁３４と吸気弁２６との間で吸気通路３２
に連通させた場合は、トラップ領域は対応する逆止め弁
又はバタフライ弁と吸気通路内に着座した任意の吸気弁
との間の各吸気通路部分により画定される。
【００１８】プリーナムチャンバー（すなわち、空気溜
め）４０は吸気通路３２の入口に接続し、スロットル通
路４２はプリーナムチャンバーに通じている。スロット
ル弁４４がスロットル通路４２内に位置する。代わり
に、スロットル弁４４はプリーナムチャンバー４０と逆
止め弁３４との間で吸気通路３２内に配置してもよい。
【００１９】燃料インゼクタ４８はトラップ領域３６内
へ燃料を噴射するように吸気通路３２に接続されるのが
好ましいが、代わりに、燃料インゼクタ４８を逆止め弁
３４の上流に配置してもよい。キャブレターの如き、シ
リンダへ燃料を供給する他の手段を使用してもよい。多
重シリンダエンジンに対しては、順番のポート燃料噴射
を使用するのが好ましい。
【００２０】吸気ポート圧力制御装置２０は更に、出口
通路５５と、二次通路５６と、これらの出口通路と二次
通路との連通を可能にする作動手段５７とを備えた制御
弁手段５４を有する。作動手段５７は更に、エンジン作
動条件の範囲にわたって、二次通路５６と出口通路５５
との間の流れ経路の流れ面積を積極的に調整する（即
ち、エンジン作動期間中に流れ経路の流れ面積を制御状
態で変化させる）ことができる。
【００２１】制御弁手段５４は出口通路５５とバイパス
ポート３８とを接続する出口通路延長部５８を具備する
ことができる。制御弁手段５４は、出口通路５５をバイ
パスポート３８に直結した場合は、出口通路延長部５８
を必要としない。いずれの実施例においても、このよう
な接続により、出口通路５５とトラップ領域３６との間
に連通を提供する。
【００２２】制御弁手段５４は二次通路５６とスロット
ル通路４２とを接続する二次通路延長部５９を具備する
ことができる。二次通路延長部５９はスロットル弁４４
の上流でスロットル通路４２に接続する。制御弁手段５
４は、スロットル弁４４の上流で二次通路５６をスロッ
トル通路４２に直結した場合は、二次通路延長部５９を
必要としない。いずれの実施例においても、このような
接続により、スロットル弁４４の上流で二次通路５６と
スロットル通路４２との間に連通を提供する。スロット
ル通路４２のこの部分内の圧力はほぼ大気圧であり、ス
ロットル通路のこの部分は二次空気源４６を構成する。
【００２３】図２は、図１のスロットル通路４２と同様
のスロットル通路４２ａの概略図で、別の実施例の吸気
ポート圧力制御装置２０ａを示す。図１に示す部品と同
様の部品には同じ参照番号を付し、その後に添字ａを付
ける。この実施例においては、二次通路延長部５９ａ
は、スロットル弁４４ａに隣接してこのスロットル弁と
スロットル通路４２ａへの入口との間で、スロットル通
路４２ａに接続する。これにより、スロットル通路４２
ａのこの部分は二次空気源４６ａを構成する。
【００２４】スロットル通路４６ａへの二次通路延長部
５９ａの接続位置は、図２に破線で示すようにスロット
ル弁４４ａを閉じたときに、二次通路延長部に連通する
スロットル通路の部分内の圧力がスロットルへの入口で
の圧力（実質上大気圧）とほぼ同じになるように、選定
してある。また、接続位置は、二次通路延長部５９ａに
連通したスロットル通路４６ａの部分内の圧力がスロッ
トル通路の出口での圧力とほぼ同じになるように、図２
に実線で示すようにスロットル弁４４ａを部分的に開い
た状態で設定できるようにする。スロットル通路４６ａ
の出口はプリーナムチャンバー４０ａに通じているので
プリーナムチャンバーでの圧力と実質上同じ圧力を有す
る。スロットル弁４４ａを完全に開いたとき、二次通路
延長部５９ａに連通するスロットル通路４６ａの部分内
の圧力はスロットル通路への入口での圧力と実質的に同
じとなる。
【００２５】図３は、図１の制御弁手段５４と同様の制
御弁手段５４ｂの一部の概略図で、更に別の実施例に係
る吸気ポート圧力制御装置２０ｂを示す。図１に示す部
品と同様の部品には同じ参照番号を付し、後に添字ｂを
付ける。この実施例においては、二次通路５６ｂとは反
対側の二次通路延長部５９ｂの端部は周囲の空気に対し
て直接開口しており、二次通路延長部内に空気フィルタ
が位置する。それ故、二次空気源４６ｂを構成する周囲
空気と、トラップ領域３６ｂとの連通が可能となる。
【００２６】多重シリンダエンジンに使用する吸気ポー
ト圧力制御装置２０ｃの別の実施例を図４に略示する。
図１に示す部品と同様の部品には同じ参照番号を付し、
後に添字ｃを付ける。制御弁手段５４ｃは出口通路５５
ｃと二次空気源４６ｃとの間の連通を可能にする二次通
路手段５３を有する。作動手段５７ｃは出口通路５５ｃ
の流れ面積の制御を可能にする。
【００２７】作動手段５７ｃは出口通路５５ｃと二次通
路手段５３との間の絞り連通を提供できる。これによ
り、シリンダ２２ｃ内への空気の吸入期間中における二
次通路手段５３内の圧力降下を制限できる。二次通路手
段５３の任意の分岐部におけるこのような圧力降下は、
二次空気源４６ｃが十分に小さい場合は、二次通路手段
にわたっての圧力降下を生じさせることができる。この
ような圧力降下は、多重シリンダエンジンにおいて普通
に行われているように、少なくとも２つのシリンダ２２
ｃ内への空気の吸入がエンジンサイクルの別個の工程期
間中に生じる場合には、トラップ領域３６ｃが加圧され
ているときにも生じる。これにより、トラップ領域３６
ｃの加圧化を制限できる。
【００２８】更に、出口通路５５ｃと二次通路手段５３
との間の絞りは、二次通路手段と二次空気源４６ｃとの
間の連通に影響を及ぼさない。これにより、二次空気源
４６ｃは、作動手段５７ｃにより制御される二次通路手
段５３と出口通路５５ｃとの間の流れ経路の流れ面積の
寸法に関係なく、二次通路手段５３内の圧力に影響を及
ぼす。
【００２９】多重シリンダエンジンに使用する吸気ポー
ト圧力制御装置２０ｄの他の実施例を図５に略示する。
図１に示す部品と同様の部品には同じ参照番号を伏し、
後に添字ｄを付ける。二次通路手段６２は出口通路５５
ｄと二次空気源４６ｄとの間の連通を許容する。この実
施例は図４の実施例に類似しているが、相違点は、二次
通路手段６２の分岐部が作動手段５７ｄと二次空気源４
６ｄとを一緒に接続していることである。図４に示す実
施例と同様に、作動手段５７ｄは出口通路５５ｄと二次
通路手段６２との間の連通において絞りを提供する。こ
れにより、出口通路５５ｄ内の圧力降下により生じる二
次通路手段６２内の圧力降下を制限する。また、出口通
路５５ｄと二次通路手段６２との間の絞りは、二次通路
手段と二次空気源４６ｄとの間の連通に影響を及ぼさな
い。
【００３０】吸気ポート圧力制御装置２０、２０ａ−３
０ｄは本発明を形成するのに十分なものであるが、以下
に示すように付加的な機素を追加することができる。
【００３１】補助通路 図１に示すように、吸気ポート圧力制御装置２０は、プ
リーナムチャンバー４０の如き補助室を使用することが
できる。制御弁手段５４は作動手段５７を介して出口通
路５５に連通できる補助通路６１を有する。作動手段５
７はまた、補助通路６１と出口通路５５との間の流れ経
路の流れ面積の制御を可能にする。
【００３２】制御弁手段５４は補助通路６１とプリーナ
ムチャンバー４０とを接続する補助通路延長部６０を具
備することができる。制御弁手段５４は、補助通路６１
をプリーナムチャンバー４０に直結した場合には、補助
通路延長部６０を必要としない。いずれの実施例におい
ても、このような接続により、補助通路６１とプリーナ
ムチャンバー４０との間の連通が提供される。
【００３３】それ故、プリーナムチャンバー４０及びト
ラップ領域３６は制御弁手段５４を介して連通できる。
図２に示す実施例においては、スロットル弁４４ａを少
なくとも部分的に開いたときには、プリーナムチャンバ
ー４０ａ及びトラップ領域もスロットル通路４２ａ及び
二次通路延長部５９ａを介して連通できる。
【００３４】吸気ポート圧力制御装置２０はまた、排気
通路２８の如き付加的な補助室を使用することができ
る。制御弁手段５４は作動手段５７を介して出口通路５
５に連通できる補助通路６５を具備することができる。
作動手段５７は補助通路６５と出口通路５５との間の流
れ経路の流れ面積の制御を可能にする。
【００３５】制御弁手段５４は補助通路６５と排気通路
２８とを接続する補助通路延長部６６を具備することが
できる。制御弁手段５４は、補助通路６５を排気通路２
８に直結した場合には、補助通路延長部６６を必要とし
ない。いずれの実施例においても、このような接続によ
り、補助通路６５と排気通路２８との間の連通が提供さ
れる。
【００３６】導管としての出口通路５５を使用すること
なく、補助室をトラップ領域３６に接続することができ
る。例えば、吸気ポート圧力制御装置２０は補助室を構
成するクランクケース２４と、吸気弁２６、逆止め弁３
４間で吸気通路３２内に形成された付加的なバイパスポ
ート７６との間を延びるクランクケース通路７２を具備
することができる。クランクケース通路７２はクランク
ケース２４とトラップ領域３６との間の連通を可能にす
る。クランクケース通路７２に接続したクランクケース
弁７４はクランクケース通路７２の流れ面積を制御する
ための手段を有する。
【００３７】クランクケース２４とトラップ領域３６と
の間の接続は制御弁手段５４とは別個のものとして示し
たが、クランクケースはプリーナムチャンバー４０及び
排気通路２８と同様の方法で制御弁手段に接続できる。
制御弁手段５４はクランクケース２４とトラップ領域３
６との間の流れ経路の流れ面積を制御する手段を有す
る。トラップ領域３６へのクランクケース２４の各接続
モードは従来の確実クランクケース通気機構と一緒に使
用することができる。
【００３８】導管としての出口通路５５を必要としない
別の例の補助室は、トラップ領域３６へ二次空気を供給
するためにバイパスポート７６に接続されたスーパーチ
ャージャー又は空気ポンプの如き高圧空気源となること
ができる。この高圧空気源は、空気源の出口圧力を規制
するためにバイパスポート７６又はコントローラに通じ
た出口通路の流れ面積を制御するための手段を具備する
ことができる。高圧空気源は、トラップ領域３６内の圧
力が大気圧より高い場合でさえも、トラップ領域への空
気の供給を許容する。
【００３９】二次空気は、図６に示す更に他の実施例に
係る吸気ポート圧力制御装置２０ｅを使用するトラップ
領域３６ｅに設けることができる。図６に示す部品と同
様の部品には同じ参照番号を付し、後に添字ｅを付け
る。空気補助燃料インゼクタ７８はバイパスポート３８
ｅに接続され、高圧空気源７９は燃料インゼクタに接続
している。空気補助燃料インゼクタ７８はトラップ領域
３６ｅを通る空気及び燃料を独立的に制御できる。空気
補助燃料インゼクタ７８は燃料の霧化及び混合を改善で
きる。
【００４０】制御弁 制御弁手段５４の一部のための１つの可能な実施例を図
７に示す。制御弁手段５４は作動手段５７を収納するハ
ウジング８２と、出口通路５５と、二次通路５６とを有
する。作動手段５７は二次通路５６と出口通路５５との
間の連通を許容するようにこれらに整合できる弁通路９
０を有するロータリーアクチュエータを具備する。矢印
９２に示す方向への作動手段５７の回転が、二次通路５
６と出口通路５５との間の流れ通路の流れ面積を変化さ
せる。作動手段５７の回転はエンジンのための電子制御
モジュールにより制御される。
【００４１】ハウジング８２はまた、弁通路９０を補助
通路６１及び出口通路５５に整合させるように作動手段
５７を回転させることにより出口通路５５に連通できる
補助通路６１をも具備することができる。矢印９２に示
す方向への作動手段５７の回転が、補助通路６１と出口
通路５５との間の流れ通路の流れ面積の変化を生じさせ
る。
【００４２】ハウジング８２は、弁通路９０を補助通路
６５及び出口通路５５に整合させるように作動手段５７
を回転させることにより出口通路５５に連通できる補助
通路６５を具備することができる。作動手段５７の回転
が補助通路６５と出口通路５５との間の流れ通路の流れ
面積の変化を生じさせる。
【００４３】多重シリンダエンジンにおいては、２以上
のハウジング８２が、それぞれのハウジングを通って延
びる単一の部材から２以上の作動手段５７を形成できる
ように、軸方向に整合できる。
【００４４】制御弁手段５４ｆの一部の更に別の実施例
を図８に示す。図１に示す部品と同様の部品には同じ参
照番号を伏し、後に添字ｆを付ける。制御弁手段５４ｆ
は、作動手段５７ｆを収納したハウジング８２ｆと、二
次通路５６ｆと、これに軸方向で整合した出口通路５５
ｆ１とを有する。作動手段５７ｆは、二次通路５６ｆと
出口通路５５ｆ１との間の連通を許容するように二次通
路５６ｆ及び出口通路５５ｆ１に整合できる弁通路１０
０を備えたプランジャを有する。ハウジング８２ｆは更
に、補助通路６１ｆと、これに軸方向で整合した出口通
路５５ｆ２とを有する。作動手段５７ｆは、補助通路６
１ｆと出口通路５５ｆ２との間の連通を許容するように
補助通路６１ｆ及び出口通路５５ｆ２に整合できる弁通
路１０４を具備することができる。矢印１０２にて示す
作動手段５７ｆの直線運動が、二次通路５６ｆと出口通
路５５ｆ１との間、及び補助通路６１ｆと出口通路５５
ｆ２との間の流れ経路の流れ面積の変化を生じさせる。
作動手段５７ｆの直線変位はエンジンのための電子制御
モジュールにより制御される。
【００４５】多重シリンダエンジンにおいては、２以上
のハウジング８２ｆが、それぞれのハウジングを通って
延びる単一の部材から２以上の作動手段５７ｆを形成で
きるように、軸方向に整合できる。
【００４６】図５に示すものと同様の多重シリンダエン
ジンにおいては、個々の制御弁手段５４ｄは、図８に示
す実施例の制御弁手段５４ｆに交換してもよい。この実
施例においては、それぞれのトラップ領域３６ｆへ延び
る付加的な出口通路５５ｆ１は、出口通路及び二次通路
が作動手段５７ｆの長手軸線に垂直な共通半径方向平面
に対してそれぞれ接線方向となるように二次通路５６ｆ
を有するハウジング８２ｆの周辺に沿ってこのハウジン
グに接続されている。これにより、弁通路１００を介し
ての出口通路５５ｆ１と単一の二次通路５６ｆとの間の
連通が可能になる。作動手段５７ｆの軸方向変位が出口
通路５５ｆ１の流れ面積の変化を生じさせる。それぞれ
のトラップ領域３６ｆに通じる付加的な出口通路５５ｆ
２は、付加的な出口通路５５ｆ１と同様の方法でハウジ
ング８２ｆに取り付けることができる。二次通路５６ｆ
の幅は１つの出口通路５５ｆ１の幅と弁通路１００の幅
との合計幅と少なくとも同じ大きさを有する。それ故、
出口通路５５ｆ１の流れ面積の調整は弁通路１００と二
次通路５６ｆとの間の連通に影響を及ぼさない。補助通
路６１ｆは、二次通路５６ｆと同様の方法で、出口通路
５５ｆ２及び弁通路１０４に関して、寸法づけることが
できる。
【００４７】図５に示すものと同様の多重シリンダエン
ジンにおいては、個々の制御弁手段５４ｄは、図９に示
す単一の制御弁手段９５４ｄに交換してもよい。図５に
示す部品と同様の部品には同じ参照番号を使用するが、
これに９００を加えた番号を付す。制御弁手段９５４ｆ
は、作動手段９５７ｄを収納したハウジング９８２ｄ
と、出口通路９５５ｄと、二次通路９５６ｄとを有す
る。作動手段９５７ｄは矢印１１６にて示すように出口
通路９５５ｄに関するくさび状ヘッド１１２の変位を生
じさせるモータ１１４に接続されたくさび状ヘッド１１
２を有する。モータ１１４はエンジンのための電子制御
モジュールにより制御される。
【００４８】矢印１１６にて示すようなヘッド１１２の
変位は二次通路手段９６２と出口通路９５５ｄとの間の
流れ経路の流れ面積を調整する。出口通路９５５ｄの流
れ面積の調整は、ハウジング９８２ｄ内に収納された二
次通路手段９６２の部分と二次空気源との間の連通に影
響を及ぼさない。
【００４９】二次通路５６と出口通路５５との間の流れ
経路の流れ面積を調整し、補助通路６１、６５と出口通
路との間の流れ経路の流れ面積を制御するために、他の
制御弁手段を使用できる。このような制御弁手段はソレ
ノイド制御弁と、オンオフ弁と、ステップモータ作動式
の制御オリフィスとを有する。このような制御弁手段は
また、二次通路５６、補助通路６１、６５又は出口通路
５５内に位置した逆止め弁を具備することができる。
【００５０】作動 図１を参照すると、吸気ポート圧力制御装置２０は、二
次通路５６と出口通路５５との間の流れ経路の流れ面積
がエンジンの作動条件に対して最適な寸法となるよう
に、この流れ面積を積極的に調整するために作動手段５
７を変調することにより、作動せしめられる。これによ
り、吸気弁２６を閉じたときに、二次空気源４６から制
御弁手段５４を通してのトラップ領域３６への制御され
た空気流がトラップ領域内の圧力を増大させる。
【００５１】ある場合には、トラップ領域３６内の圧力
は大気圧以下であり、二次空気はスロットル通路４２又
はエンジンを取り巻く周囲空気から制御弁手段５４を介
してトラップ領域内へ流入できる。二次空気流は作動手
段５７を積極的に調整することにより制御できる。例え
ばシリンダ２２内での圧縮工程期間中に吸気弁２６が開
いたままになっているときに生じるような、トラップ領
域３６内の圧力が大気圧より大きくなる場合、二次空気
源は、図５に示すように、高圧空気源又は空気補助燃料
インゼクタ７８とするのがよい。
【００５２】エンジンのアイドリング速度は、図１に示
すような吸気ポート圧力制御装置２０を使用して制御で
きる。これは、逆止め弁３４を通る空気流を制限するよ
うにスロットル弁４４を閉じることにより、達成され
る。次いで、作動手段５７を開いて、二次通路５６、出
口通路５５及びトラップ領域３６を介してシリンダ２２
へ二次空気流を流入させる。二次空気流は、二次通路５
６と出口通路５５との間の流れ経路の流れ面積を積極的
に調整するように作動手段５７を変調することにより、
規制される。
【００５３】吸気ポート圧力制御装置２０は、シリンダ
２２内での燃焼を制御するために使用する残留排気ガス
を制御するように修正できる。必要な修正は、吸気弁２
６に接続されるカムシャフトの如き弁制御手段６３を接
続する工程を含む。弁制御手段６３は、排気弁３０を開
いたときに、エンジンサイクルの部分期間中に吸気弁２
６を開かせるようになっている。あるエンジン作動条件
期間中、吸気弁２６及び排気弁３０を同時に開くと、シ
リンダ２２からトラップ領域３６への排気ガスの逆流が
生じる可能性がある。他のエンジン作動条件期間中、吸
気弁２６及び排気弁３０を同時に開くと、シリンダ２２
から排気通路２８への排気ガスの放出が容易になる。
【００５４】シリンダ２２内での燃焼に使用する残留排
気ガスはトラップ領域３６内の圧力を制御するように二
次通路５６と出口通路５５との間の流れ経路の流れ面積
を制御することにより制御される。トラップ領域３６内
の圧力は、シリンダ２２内に残留していてシリンダから
トラップ領域３６へ逆流する残留排気ガスの量に影響を
与える。トラップ領域３６へ流入した残留排気ガスは、
シリンダ内への空気の次の吸入期間中にシリンダ２２内
へ後で再進入する。
【００５５】実質的な量の残留排気ガスがシリンダ２２
からトラップ領域３６へ流入できるように、トラップ領
域３６内の圧力を十分に減少させることができる。この
ような残留排気ガスの量及びシリンダ２２内に留まる残
留排気ガスの量が十分な場合は、外部の排気ガス循環
（ＥＧＲ）機構を省略できる。補助通路６１と出口通路
５５との間の流れ経路の流れ面積を制御すると、補助通
路６１がプリーナムチャンバー４０に接続しているの
で、トラップ領域３６内に低圧力を生じさせることがで
きる。
【００５６】補助通路６１と出口通路５５との間の流れ
経路の流れ面積を制御し、二次通路５６と出口通路５５
との間の流れ面積を積極的に調整すると、二次通路と補
助通路との圧力差のため、トラップ領域３６内の圧力を
幅広い範囲にわたって制御できる。これにより、シリン
ダ２２内に留まりシリンダからトラップ領域内へ逆流す
る残留排気ガスの更なる制御が可能となる。
【００５７】外部の循環排気ガスは、補助通路６５と出
口通路５５との間の流れ経路の流れ面積を制御すること
により、規制されうる。外部の循環排気ガスは、排気通
路２８からプリーナムチャンバー４０内への排気ガスの
流入を可能にするように補助通路６１、６５間の連通を
可能にする作動手段５７を使用した場合に規制され、ま
たプリーナムチャンバー及び逆止め弁３４を通る空気流
によりシリンダ２２へ運ばれる。また、クランクケース
通路７２及び弁７４を介してトラップ領域３６へクラン
クケース２４を通気することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンに接続した本発明の吸気ポート圧力制
御装置を示す概略図である。
【図２】図１のスロットル通路の概略図で、二次通路延
長部がスロットル弁に隣接している本発明の別の実施例
を示す図である。
【図３】図１に示すものと同様の制御弁手段の一部の概
略図で、二次通路延長部が周囲空気に開口している本発
明の更に別の実施例を示す図である。
【図４】多重シリンダエンジンに接続した本発明の他の
実施例の概略図である。
【図５】多重シリンダエンジンに接続した本発明の更に
他の実施例の概略図である。
【図６】空気補助燃料インゼクタがバイパスポートに接
続している本発明の別の実施例を示す概略図である。
【図７】図１の制御弁手段の一部の詳細を示す概略図で
ある。
【図８】制御弁手段の別の実施例の一部の概略図であ
る。
【図９】制御弁手段の更に別の実施例の一部の概略図で
ある。
【符号の説明】
２０、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ 吸気ポート圧力制御装
置 ２２、２２ｃ、２２ｄ，２０ｅ シリンダ ２６，２６ｅ 吸気弁 ３２、３２ｃ、３２ｄ，３２ｅ 吸気通路 ３４、３４ｃ、３４ｄ，３４ｅ 逆止め弁 ３６、３６ｃ、３６ｄ，３６ｅ トラップ領域 ３８、３８ｃ、３８ｄ，３８ｅ バイパスポート ４０，４０ａ，４０ｅ プリーナムチャンバー ４２、４２ａ、４２ｅ スロットル通路 ４４、４４ａ，４４ｅ スロットル弁 ５４、５４ｂ，５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ，５４ｅ，９５
４ 制御弁手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレン・レイモンド・マクファーレン アメリカ合衆国ミシガン州48016，クラ ークストン，ブリッジ・レイク・ロード 6469 (72)発明者 コー−ジェン・ウー アメリカ合衆国ミシガン州48098，トロ イ，ファーウッド 5712 (56)参考文献 特開 昭53−115402（ＪＰ，Ａ) 米国特許3810454（ＵＳ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のシリンダを備えるエンジンのため
    の吸気ポート圧力制御装置であって、空気を導入するス
    ロットル通路と；スロットル通路内に設けられたスロッ
    トル弁と；スロットル通路に連通されたプリーナムチャ
    ンバーと；該プリーナムチャンバーと関連するシリンダ
    との間を接続する吸気通路と；各吸気通路に設けられて
    シリンダへの流れを許容するとともに逆の流れを阻止す
    るための逆止め弁と；逆止め弁とシリンダとの間に設け
    られた吸気弁と；逆止め弁と吸気弁との間で吸気通路内
    に画定されたトラップ領域と；該トラップ領域に開口し
    たバイパスポートと；バイパスポートを上記プリーナム
    チャンバー内の圧力よりも大きい圧力を有する空気源に
    連通する制御弁手段と；を有し、上記制御弁手段が空気
    源からバイパスポートへの流路面積を調節して、各トラ
    ップ領域への空気の流れを制御するようになされた吸気
    ポート圧力制御装置において、上記制御弁手段がエンジ
    ンの作動条件の範囲にわたって、上記各バイパスポート
    と当該制御弁手段との間の空気の流れに絞りを与えるよ
    うな態様で、該バイパスポートへの流路面積を調節する
    ことができるようにしたことを特徴とする吸気ポート圧
    力制御装置。
  2. 【請求項２】 上記空気源が、上記スロットル通路の上
    記スロットル弁の上流側の部分とされている請求項１に
    記載の吸気ポート圧力制御装置。
  3. 【請求項３】 各吸気弁に接続された弁制御弁手段を有
    しており、上記制御弁手段は、シリンダがその排気通路
    に開かれている間の一部の期間、同シリンダの吸気弁を
    開くように作動するようになされている請求項１若しく
    は２に記載の吸気ポート圧力制御装置。
  4. 【請求項４】 上記制御弁手段がバイパスポートをシリ
    ンダの排気通路にも連通することができるようになされ
    ている請求項３に記載の吸気ポート圧力制御装置。
  5. 【請求項５】 上記制御弁手段が、回転することによっ
    て上記流路面積を調節するようにしたロータリーアクチ
    ュエータを有している請求項１ないし４のいずれかに記
    載の吸気ポート圧力制御装置。
  6. 【請求項６】 上記空気源が、高圧空気源とされてお
    り、上記制御弁手段が上記バイパスポートに連通された
    空気補助燃料インゼクタを有しており、各インゼクタは
    上記高圧空気源に接続されている請求項１に記載の吸気
    ポート圧力制御装置。
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